Thiết kế nhà máy sản xuất bia

MỤC LỤC

Trang 1


DANH MỤC HÌNH
Chương 1. TỔNG QUAN

Trang 2


MỞ ĐẦU
Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và
có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và bổ dưỡng. Công nghệ sản xuất bia khá
đ ặ c bi ệ t , bởi vậy nó mang lại cho người uống một cảm giác rất sảng khoái
và hấp dẫn.
Trong bia có chứa hệ enzym phong phú và đặc biệt là enzyme kích thích cho
sự tiêu hóa. Vì vậy uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho
sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa, mà còn giảm được sự mệt mỏi sau một ngày
làm việc mệt nhọc. Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển, nhu cầu tiêu thu bia
của con người ngày càng tăng, thậm chí đã trỏ thành loại nước giải khát không
thể thiếu hằng ngày đối với mỗi người dân phương Tây.
Trong những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày một tăng nhanh,
cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất bia đã
có những bước tiến nhảy vọt. Nhiều cải tiến về công nghệ đã được áp dụng vào
sản xuất bia, đã nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết
bị, và mang lại hiệu quả kinh tế ngày càng cao. Ngày nay ngành sản xuất bia Việt
Nam cũng như các nhà máy bia liên doanh hay các hãng bia nước ngoài luôn không
ngừng mở rộng, cải tiến, xây dựng các nhà máy mới phù hợp và nâng cao chất
lượng nhằm đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh và chiếm lĩnh thị
trường.

Trang 3


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1.

Tình hình sản xuất bia trên thế giới
Trong những năm gần đây, ngành sản xuất bia ở các nước châu Âu và Bắc
Mỹ suy giảm, trong khi đó sản lượng bia ở các nước châu Á và Nam Mỹ l ại tăng
lên và ngày càng giữ vị trí quan trọng trong thị trường bia thế giới.

Hình 1. 1. Lượng tiêu thụ bia trên thế giới năm 2014

(Số liệu thống kê của Kirin Holdings 2014)
Một khảo sát được tập đoàn Kirin Holdings (Nhật Bản) ti ến hành tại 171
quốc gia và khu vực cho thấy sản lượng bia toàn cầu năm 2016 đạt h ơn 190,9 tỷ

Trang 4


lít, giảm 0,6% so với năm 2015. Đây cũng là năm thứ ba liên ti ếp s ản l ượng bia
toàn cầu sụt giảm.
Theo khảo sát này, lượng tiêu thụ bia ở các nền kinh tế m ới nổi nh ư Vi ệt
Nam và Mexico tăng mạnh, nhưng lại giảm ở Trung Quốc, Mỹ và các th ị tr ường
hàng đầu khác.
Do nhu cầu bia tại Trung Quốc không tăng vì thị trường bão hòa và th ời ti ết
không thuận lợi, sản lượng bia tại quốc gia đông dân nhất thế giới giảm 3,7%.
Tương tự, sản lượng bia tại Mỹ giảm 0,7%. Sự ưa chuộng các loại bia th ủ công
cho thấy ngày càng có nhiều người tiêu dùng Mỹ không còn u ống cho đã mà

chuyển sang thưởng thức hương vị bia, Kirin nhận xét.
Tình hình ở Nhật Bản cũng không khá hơn khi s ản lượng bia và c ả các s ản
phẩm tương tự bia đã giảm 2,1% trong năm ngoái.
Tính từ năm 2006 tới nay, lượng bia sản xuất tại Nhật Bản đã gi ảm 15,5%,
cho thấy các đồ uống có cồn khác như rượu shochu ngày càng tăng th ị ph ần. Dù
vậy, Nhật Bản vẫn giữ vị trí nhà sản xuất bia lớn thứ 7 thế giới trong 14 năm liên
tiếp.
Cùng với tốc độ phát triển kinh tế ở châu Á, ngành công ngh ệ s ản xu ất bia
cũng tăng trưởng và cải tiến về chất lượng. Chính phủ các nước đã khuy ến khích
cho các hãng bia nước ngoài đầu tư nhằm mở rộng và nâng cấp các c ơ s ở đang
hoạt động ở địa phương. Rất nhiều hãng bia lớn trên thế gi ới như: Beek’s c ủa
Đức, Heineken của Hà Lan, Samiguel của Philippin, Fosters của Úc, Blu Ribbon
của Mỹ, Carlsberg của Đan Mạch… đã đầu tư vào thị trường châu Á.
Tại các nước phát triển, thị trường bia đã ổn định, chiến lược kinh doanh
của họ là giành thị phần, giảm chi phí sản xuất. ngược l ại, ở một s ố nước có th ị
trường đang tăng trưởng thì chiến lược là phát triển sản xuất, tăng sản lượng và
nâng

cao chất lượng.

Trang 5


Hình 1. 2. Mức tiêu thụ bia tại các nước Đông Nam Á năm
2011
(Nguồn: Euromonitor International)
1.2.

Tình hình sản xuất bia ở Việt Nam
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890. Cho đến nay bia đã trở thành một

thứ đồ uống phổ biến với người Việt Nam. Do nhu cầu cầu ngày một cao của th ị
trường nên chỉ trong một thời gian ngắn, ngành sản xuất bia ở Việt Nam đã có
những bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư cải tạo và mở rộng các
nhà máy hiện có. Xây dựng các nhà máy bia mới cũng như tăng c ường các nhà
máy liên doanh với các hãng bia nước ngoài.
Trong giai đoạn 2010 – 2016, sản lượng bia – rượu – nước giải khát người
Việt đã tiêu thụ liên tục tăng. Kết thúc năm 2016, sản lượng bia – rượu – n ước
giải khát người Việt đã tiêu thụ là 3.79 tỷ lít (báo cáo tổng k ết tình hình phát
triển công nghiệp và thương mại năm 2016 của Bộ Công Thương), cũng tức là
trung bình mỗi người Việt uống 42 lít bia, tăng khoảng 4 lít so với năm 2015.

Trang 6


Hình 1. 3. Sản lượng tiêu thụ bia của người Việt Nam giai đoạn từ 20102016
Trong bối cảnh sản lượng bia toàn cầu trong năm 2016 giảm, l ượng bia tiêu th ụ
tại Việt Nam vẫn tăng. Sản lượng bia của Việt Nam năm 2016 tăng 11,2% so v ới
năm 2015 và tăng gấp 3 lần so với năm 2006, nh ờ tăng tr ưởng kinh t ế nhanh và
tỷ lệ dân số trẻ cao.
Theo số liệu được công bố vào tháng 8/2016 về sản lượng tiêu thụ bia theo
từng quốc gia trong năm 2015 (Kirin Beer University Report Global Beer
Production by Country in 2015 – được thực hiện bởi Kirin Holdings Company),
lượng bia tiêu thụ tại Việt Nam đứng thứ 24 vào năm 2005, nhưng sau 10 năm đã
chễm chệ tại vị trí thứ 8, với mức tăng gần 239% - đây cũng là t ốc đ ộ tăng l ớn
nhất trong danh sách 25 nước tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới. Không nh ững th ế,
nếu xét riêng khu vực châu Á, Việt Nam chỉ đứng sau Trung Quốc và Nh ật Bản.

Trang 7

Hình 1. 4. Thứ hạng của Việt Nam trong top 25 quốc gia tiêu thụ
bia nhiều nhất thế giới

(

(Nguồn: Kirin Beer University Report Global Beer Production by Country in 2015)
Sau khi đặt chân vào thị trường Việt Nam, các hãng bia nước ngoài đ ều tích
cực đầu tư để mở rộng sản xuất. Hãng Carlsberg mở rộng nhà máy ở hà N ội và
đầu tư xây dựng nhà máy bia tại Huế. Hãng APB mở rộng liên doanh xây d ựng
nhà máy bia Việt Nam tại thành phố Hồ Chí Minh.
Ngoài ra, các cơ sỏ sản xuất bia tươi vừa và nhỏ phát tri ển mạnh ở nhi ều
địa phương trong cả nước. Theo thống kê cả nước, năng lực sản xuất bia của các
cơ sở sản xuất bia nhỏ chiếm khoảng 7,3% tổng lượng bia cả nước.
Hai nhà máy bia Sài Gòn và bia Hà Nội thuộc tổng công ty bia Vi ệt Nam đang
có năng lực 1100,6 triệu lít/năm và 422,4 tri ệu lít/năm. Tổng công ty đã có k ế
hoạch nâng cao công suất của công ty bia Hà Nội lên 525 tri ệu lít/năm.
1.3.
1.3.1.

Tổng quan về bia
Bia
Bia là một loại nước uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men
của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi
lên men. Nói một cách khác, bia là loại n ước gi ải khát có đ ộ c ồn th ấp, b ọt m ịn
xốp và có hương vị đặc trưng của hoa houblon. Đặc bi ệt CO 2 hòa tan trong bia có
tác dụng giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho quá trình tiêu hóa, ngoài ra trong bia còn
chứa một lượng vitamin khá phong phú (chủ yếu là vitamin nhó B như vitamin
B1, B2, PP. . .). Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu h ết các
nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng. Đối với nước ta bia đã tr ở thành
loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày càng tăng và đã tr ở ngành công

nghiệp mũi nhọn trong ngành công nghiệp nước ta. Quá trình s ản xu ất bia đ ược
gọi là nấu bia. Do các thành phần sử dụng đ ể sản xu ất bia có khác bi ệt tùy theo
từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu s ắc cũng thay đổi r ất
khác nhau và do đó có khái niệm loại bia hay các sự phân loại khác.

1.3.2.
•

Chỉ tiêu chất lượng của bia
Các chỉ tiêu cảm quan:
Độ bọt: Khi rót bia ra cốc, bia phải có bọt trắng mịn, từ đáy cốc luôn có các b ột

khí li ti nổi dần lên bề mặt. Chiều cao lớp bọt >2 cm, th ời gian gi ữ bọt 5-15 phút.
• Mùi và vị: Bia phải có độ đắng đặc trưng và hương th ơm dịu nh ẹ của hoa
houblon, không quá nhạt và không có mùi vị lạ.
• Màu sắc và độ trong: Bia phải có màu vàng rơm sang óng ánh, trong su ốt, không
-

được có cặn hay vẩn đục.
Chỉ tiêu hóa lý:
Trang 8


•

Độ đường ban đầu: 10 – 13% trọng lượng trong đó bia hơi 100Bx

•
•
•

•
•
•
•
•

và bia chai 120Bx.
Hàm lượng cồn: bia hơi: 3,5%; bia chai 5% .
Hàm lượng diaxetyl: bia hơi < 0,2 mg/l; bia chai < 0,1 mg/l.
Độ màu tính theo số ml I2 0,1N trung hòa 100ml bia: 0,5 ml.
Hàm lượng glyceryl: bia hơi: 0,1 – 0,2; bia chai: 0,1 – 0,2.
Hàm lượng axit hữu cơ: bia hơi: 0,1 – 0,15; bia chai: < 0,1
Hàm lượng đạm tổng số (mg/100ml): 65 – 80.
Hàm lượng đạm formol (mg/100ml): 20 – 25
Độ chua tính theo ml NaOH 1N trung hòa lượng axit trong 100 mlbia: 1,2 – 1,7

•
•
•
•
•
•
•

ml.
Kim loại nặng: không có.
Chỉ tiêu vi sinh:
Vi sinh vật hiếu khí: < 100 tế bào/ml bia hơi
Vi khuẩn yếm khí: không có.
E.coli: không có.

Vi trùng gây bệnh đường ruột: không có.
Nấm mốc: ≤ 5 tế bào/ml.
Riêng bia chai đảm bảo không có vi sinh vật bên trong.

1.3.3.
1.3.3.1.

Nguyên liệu sản xuất bia
Malt đại mạch
Malt là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo. Hạt đại
mạch được ngâm trong nước, sau đó được tạo môi trường ẩm để thích hợp cho
việc nảy mầm. Quá trình nảy mầm, một lượng lớn các enzyme xu ất hi ện và tích
tụ trong hạt đại mạch như: enzyme amylase, enzyme protease. Các enzyme này
là những nhân tố thực hiện việc chuyển các chất trong thành phần h ạt đại m ạch
thành nguyên liệu mà nấm mem có thể sử dụng để tạo thành sản phẩm là bia,
khi hạt đại mạch đã nảy mầm, người ta đem sấy khô ở nhi ệt độ cao, trong th ời
gian ngắn, tùy theo nhiệt độ sấy mà ta thu được những loại malt khác nhau:

-

Malt vàng: sấy ở nhiệt độ 80oC.
Malt socola: sấy ở nhiệt độ 100oC.
Phải chọn đại mạch chứa ít protein, làm ướt đến 42-48%, nảy mầm ở nhiệt
độ tương đối (13-18%) và phải thông gió tốt. Trong điều kiện đó, hạt sẽ tích tụ
nhiều enzyme, tiêu hao đạm và polysaccharide, đường cũng tích tụ v ới s ố l ượng
vừa đủ.
Quá trình sấy được thực hiện nhanh trong 24 giờ. Sau đó loại b ỏ m ầm, vì
mầm có thể mang lại cho bia vị không bình thường. Không thể dùng malt vừa
sấy xong để làm bia mà phải qua quá trình bảo quản, vì trong quá trình b ảo
quản malt sẽ hút ẩm từ không khí, độ ẩm dần dần tăng lên, trong malt lúc này

Trang 9


xuất hiện một số hiện tượng hóa lý ngược với lúc sấy khô. Tất cả nh ững thay
đổi dẫn đến một số sản phẩm hoàn chỉnh đó là malt chín tới.
Thành phần hóa học của malt (tính theo % chất khô)
-

Tinh bột: 58%.
Lipit: 2,5%.
Đường khử: 4%.
Pentoza: 8%.
Chất khoáng: 2,5%.
Saccharose: 5%.
Protid: 10%.
Cenllulose: 6%.
Malt cung cấp cho quá trình lên men đường, tinh bột, axit amin, ch ất béo,
chất khoáng, đạm, cung cấp enzym protease, amylase cho công nghệ n ấu dịch lên
men và các hệ thống enzym oxy hóa khử khác. Ngoài ra malt còn cung c ấp ngu ồn
đạm hòa tan cho sự sinh trưởng, phát tri ển của nấm men, cung c ấp nh ững ch ất
đặc trưng tạo nên hương vị, độ bọt, độ bền bọt cho bia sau này

 Chỉ tiêu chất lượng của malt:
- Màu sắc: vàng nhạt hoặc vàng thẫm.
- Mùi vị: có mùi thơm, vị dịu ngọt.
- Kích thước, trọng lượng: hạt đồng đều, cứ 1000 hạt malt khô l ượng dao

động từ 30 -44g. Malt phải xốp, khi cắn phải mềm, không còn các phản
ứng malt không được có dấu hiệu meo mốc. Nếu độ ẩm trong malt >5%
thì chất sẽ bị giảm, khó bảo quản.

Nước
Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Thành

1.3.3.2.

phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công
nghệvà chất lượng thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một lượng
nước rất lớn để hồ hóa, đường hóa, rửa men, rửa thiết bị, cung cấp cho lò h ơi...
Chất lượng nước có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia. Lượng nước sử dụng
trong sản xuất bia thường trong khoảng 3,7 – 10,9 hl/hl bia. Trong việc s ản xu ất
bia nồng độ cao, nước có ý nghĩa rất quan trọng trong vi ệc pha loãng bia thành

−
−
−
−
−
−
−
−

các nồng độ theo yêu cầu.
Chỉ tiêu chất lượng của nước:
Độ cứng từ mềm đến trung bình
Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l.
Hàm lượng muối Mg2 không quá 100 mg/l.
Hàm lượng muối clorua 75 – 150 mg/l.
Hàm lượng CaSO4 150 – 200 mg/l.
NH3 và muối NO2 không có.

Hàm lượng ion sắt 2 không quá 0,3 mg/l.
Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml.
Trang 10


−
1.3.3.3.

Số lượng tế bào E.coli # 3 tế bào/ml.
Houblon
Hoa Houblon có tên khoa học là Humulus lupulus L, là m ột lo ại cây l ưu niên
thuộc họ dây leo, có độ cao trung bình từ 6-8m.
Hoa houblon được coi như là nguồn nguyênliệu chính thứ hai trong sản
xuất bia. Hoa houblon tạo cho bia có vị đắng đặctrưng và mùi th ơm d ễ ch ịu,
đồng thời hoa cũng chiết ra các chất có tác dụng ti ệt trùng do đó làm tăng th ời
gian bảo quản bia và giúp cho các thành phần bia đượcổn định và b ọt bia gi ữ
được lâu hơn cũng như cung cấp khoáng, tanin, protein,tanin kết h ợp v ới protein
còn lại chưa thủy phân và làm tách protein ra tránh hư hỏng trong bia.

•
•

Trong thành phần hoa Houblon gồm có:
Tro: 5-10%.
Tanin (chất chát): C25H24O4 chiếm 4% thành phần hoa Houblon. Nó

làm kết

tủa các protit kém bền vững, tăng tính ổn định trong bia. Thông th ường trong bia
•

•
•
•
•

có khoảng 0,012-0,02% tanin.
Khoáng: 8%.
Cellulose: 13%.
Protein: 20%.
Chất hòa tan không chứa N2: 28%.
Chất đắng: là thành phần thiết yếu và đặc trưng của hoa Houblon, gồm acid
đắng và nhựa đắng. Trung bình trong hoa Houblon có chứa 16-19% ch ất đ ắng,

acid đắng chiếm 9-11%, nhựa đắng chiếm 7-8%.
• Lupulin và các đồng phân của nó: tạo ra 85-95% ch ất đ ắng trong bia, có tính t ạo
bọt và giữ bọt.
• Tinh dầu: có màu vàng sánh, trong, mùi th ơm mạnh, chi ếm 1,5% trong thành
phần hoa Houblon. Tinh dầu quyết định mùi thơm đặc trưng của bia.
•

Các dạng hoa houblon sử dụng
Dạng cánh: sử dụng trực tiếp hoa tươi. Hoa có màu xanh hơi vàng, cánh hoa ph ải
có màu sáng ngà, hoa có càng nhiều lupulin càng tốt. Tuy nhiên hi ện nay s ố l ượng
các nhà máy sử dụng hoa houblon tươi giảm liên tục khi xuất hiện các ch ế ph ẩm

hoa houblon.
• Dạng viên: Có màu xanh, dạng viên trụ, có đường kính 5 mm (hàm l ượng ch ất
đắng 8%). Trong quá trình nấu dạng hoa viên này thường được dùng v ới hàm
lượng lớn vàcho vào giai đoạn đầu là 1/2 và giữa quá trình nấu hoa là 1/2 còn
lại. Có hai loại hoa viên là hoa viên 90 và hoa viên 45.

• Dạng cao: Có hàm lượng chất đắng thấp nhưng có hàm l ượng tinh dầu cao vì
vậy cho cuối quá trình nấu hoa để tránh tổn thất hàm lượng tinh dầu. Cao hoa có
thể bảo quản tốt từ 3 – 5 năm.

 Chỉ tiêu chất lượng của hoa houblon:
Trang 11


−

Màu sắc: Hoa có màu xanh hơi ngà, cánh hoa phải có màu sáng ngà, không có màu

nâu hoặc màu sẫm đen.
− Mùi vị: có vị đắng, mùi thơm đặc trưng.
− Tạp chất: hàm lượng tạp chất < 17,5%, không l ẫn nhi ều lá và cu ống hoa (có th ể
chấp nhận lá và cuỗng gẫy còn khoảng 3%).
− Hàm lượng ẩm: dùng tay nghiền hoa, hoa không được dính vào nhau hoặc m ất lá,
−
−
1.3.3.4.

không bị ướt, không bị gãy.
Hình dáng hoa: các búp hoa phải to đều, các cánh hoa xếp khít lên nhau.
Các hạt lupulin (nhụy hoa): hoa có càng nhiều lupulin càng t ốt, lupulin có màu
vàng chanh tới vàng bóng, dính.
Nấm men
Nấm men sử dụng trong lên men bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc gi ống
Saccharomyces có nhiệt độ sinh trưởng là 25 – 30oC nhưng có thể phát triển
được ở 2 – 3oC và chịu đến -180oC, ở nhiệt độ không khí lỏng vẫn sống. Giai
đoạn đầu lên men cần có oxy để dấm man sinh trưởng, phát tri ển tăng sinh

khối sau đó oxy cạn dần chuyển sang pha yếm khí.
Chủng nấm men được sử dụng để lên men ở đây là Saccharomyces
carlsbergensis là loại nấm men hiếu khí tùy tiện. Trong điều ki ện hi ếu khí được
cung cấp đủ oxy nấm men thực hiện quá trình hô hấp và tăng sinh kh ối, còn
trong điều kiện yếm khí chúng thực hiện quá trình lên men. Loài n ấm men phát

triển tốt ngay ở nhiệt độ thấp khoảng 6 – 7oC.
 Các yêu cầu công nghệ đối với giống men bia:
- Khả năng và tốc độ lên men trong điều kiện nhiệt độ thấp với dịch đường malt.
- Khả năng kết lắng đối với những loài lên men chìm.
- Hàm lượng các sản phẩm bậc hai tạo thành của quá trình lên men.
- Tính ổn định trong sản xuất.
- Tạo ra hương vị và chất lượng sản phẩm đặc trưng.
1.3.3.5.
Thế liệu
Các nguyên liệu dùng thay thế cho malt trong sản xuất bia được gọi chung
là thế liệu. về nguyên tắc, thế liệu có thể là các dạng: hạt giàu tinh b ột,(các h ạt
cốc, một số củ hay quả…), tinh bột các loại, các loại đường, m ật (m ật tinh b ột,
saccharose, glucose, fructose…). Nhưng chỉ có các hạt c ốc (đ ại m ạch, ki ều
mạch,lúa mỳ, lúa nước, ngô…) và một số loại củ nhất định giàu tinh b ột nh ư
sắn… được dùng làm thế liệu ở nhiều nước khác nhau trong sản xuất bia. Tùy
theo mức độ sử dụng thế liệu và chất lượng malt, có thể có hay không có bổ
sung các enzyme thủy phân tương ứng.
 Các yêu cầu chung khi dùng thế liệu:
- Đạt các chỉ tiêu cơ bản về tiêu chuẩn chất lượng nguyên li ệu chứa glucid cho s ản
xuất bia, trong đó quan trọng là số lượng và chất lượng tinh bột.

Trang 12

-

Không làm thay đổinhiều về bản chất hóa học và các ảnh hưởng, tác dụng của

-

bia với người sử dụng. Nếu có thay đổi thì phải có lợi hay theo hướng tích cực.
Đảm bảo có lợi về kinh tế.
Ở Việt Nam, nhà máy sản xuất bia thường sử dụng nguồn nguyên li ệu thay
thế là gạo, vì nước ta là nước đứng thứ hai trên thế giới về sản xuất gạo sử dụng

-

gạo nhằm những mục đích sau:
Để hạ giá thành bia.
Tăng cường độ bền keo, những chất chứa nitơ và polyphenol trong phần l ớn các

nguyên liệu tinh bột thường không nhiều nhưng làm tăng tính bền keo.
- Sản xuất các loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt.
 Các loại thế liệu:
- Các loại hạt chưa nảy mầm: Thường dùng các hạt cốc giàu tinh b ột đ ể thay th ế
malt đại mạch, trong đó phổ biến nhất là lúa mỳ, gạo (lúa n ước) và ngô tùy theo
-

nguồn cung cấp của mỗi vùng và mỗi quốc gia.
Các loại thế liệu khác: đường mía hay đường củ cải dùng làm th ế li ệu ph ải có
hàm lượng saccharosse ≥98% và số lượng phải ≤20% tính theo lượng chất khô
của dịch thủy phân, đường thủy phân (glucose), sản phẩm thủy phân tinh b ột
(mật tinh bột), hỗ hợp đường khử (đường invertase), các chế phẩm enzyme (các

1.3.3.6.

amylase).
Nguyên liệu phụ, phụ gia trong sản xuất bia
Chất phụ gia là chất được sử dụng làm nguyên liệu phụ để tăng giá tr ị c ảm
quan và chất lượng của bia. Có các nhóm chất phụ gia như sau:
− Nhóm các chất phụ gia để xử lý nước: nhóm này có th ể dùng các ch ất làm m ềm
nước phục vụ cho quá trình sản xuất như các muối Na2SO3, Na2SO4, CaCl2.
− Nhóm sát trùng nước và điều chỉnh pH của nước và dịch lên men nh ư Clorin, axit
clohydric, axit lactic.
− Nhóm các chất dùng sát trùng, tẩy rửa (v ệ sinh đ ường ống, thi ết b ị r ửa chai...)
gồm dung dịch Clo, axit HCl, NaOH, KMnO4.
− Nhóm các chất dùng trong quá trình thu h ồi CO 2 gồm: than hoạt tính,H2SO4,
KMnO4, CaCl2 khan.
− Nhóm các chất chống oxy hóa cho bia: axit ascorbic, H 2O2, benzoat natri
(C7H5O2Na).
− Nhóm các chất làm tăng màu, mùi vị cho bia: ch ất màu caramen và h ương b ổ
sung cho bia.
− Nhóm các chất trợ lọc: bột diatomit, bentomit.
− Nhóm các chất dùng cho sát trùng thiết bị lấy men, bổ sung men: dùng c ồn 70%.

Trang 13


Chương 2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT
2.1.

Sơ đồ khối của quy trình sản xuất

Trang 14

2.2.
2.2.1.
2.2.1.1.
−

Thuyết minh dây chuyền sản xuất
Nghiền nguyên liệu
Nghiền malt
Mục đích: nghiền nhỏ malt để khi đường hóa thu được nhiều chất hòa tan (ch ất
chiết) nhất, có lợi cho sản xuất và chất lượng sản phẩm, hạn chế các chất không
có lợi tan vào dịch đường và sử dụng tốt nhất các thành ph ần c ủa malt (ch ất ha

tan, vỏ...).
− Cách tiến hành: Nghiền malt: malt được cân định lượng cho từng m ẻ n ấu rùi
được nghiền ướt. Đây là phương pháp nghiền mà malt và nước được phối trộn
với nhau theo tỷ lệ nhất định.
2.2.1.2.
Nghiền gạo
 Mục đích của quá trình nghiền gạo: Nghiền gạo tương tự như nghi ền malt. Đ ại
mạch được cân lên từng mẻ và được nghiền bằng máy nghi ền búa. G ạo được
nghiền càng mịn càng tốt để tăng khả năng tiếp xúc gi ữa các ph ần tử v ới enzym,
tinh bột dễ chuyển thành dạng hòa tan và trương nở tốt hơn, do vậy enzym d ễ
•

phân cắt tinh bột thành đường.
Ưu nhược điểm:
− Ưu điểm của thiết bị nghiền này: thiết bị dễ chế tạo, vận hành đơn giản.
− Nhược điểm: búa chóng hỏng và dễ tạo bụi.

2.2.2.

Quá trình nấu
Đây là quá trình quan trọng nhất trong quá trình sản xu ất dịch lên men.
Trong suốt quá trình đường hóa, bột malt và nước trộn với nhau, các thành ph ần
của malt hòa tan vào nước và ta thu được dịch đường.
Quy trình nấu được thực hiện như sau:

2.2.2.1.
−

Nồi hồ hóa
Mục đích: Việc hồ hóa tinh bột là rất cần thi ết để cho enzyme th ủy phân hoàn
toàn tinh bột trong quá trình đường hóa. Quá trình này liên quan đ ến phá v ỡ c ấu
Trang 15


trúc tinh thể amylopectin để lộ ra các hạt tinh bột trong môi trường xung quanh,
tiếp đó hạt trương nở và độ nhớt tăng lên. Sản phẩm của quá trình là các dextrin
−

phân tử lượng thấp, một ít glucose....
Cách tiến hành: Sau khi vệ sinh thiết bị, ki ểm tra đường ống, van x ả h ơi, van x ả
đáy, bơm nước vào nồi, bật cánh khuấy, đổ bột đại mạch đã xay ở nhi ệt độ
thường, cho tiếp chế phẩm Termamyl 120L 0,1% và chế phẩm Cereflo 0,04%
vào. Cho CaCl2 vào giúp cho các enzyme bền vững nhiệt độ và nâng cao hi ệu suất
các chất hòa tan. Để dịch ở nhiệt độ 30 oC trong 30 phút để enzyme α –
glucanaza hoạt động phân giải α – glucan (các cầu nối 1 – 4 α – glucozit) trong
đại mạch tạo thành oligosaccarit có 3 – 5 đơn vị glucose. T ừ đó sẽ h ạ th ấp đ ộ

nhớt của dịch hèm làm dễ dàng sự lọc hay lắng lọc về sau. Cho H 2SO4 để điều
chỉnh pH = 5,2 – 5,6 làm giảm độ nhớt của cánh khuấy. Ngâm ở 38 – 40 oCtrong
vòng 30 phút, sau đó nâng nhiệt độ lên 58 – 60 0C giữ trong 30 phút rồi nâng lên
nhiệt độ sôi, giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh b ột
đồng thời Termamyl hoạt động tốt ở nhiệt độ này sẽ bẻ gẫy tinh bột thành các
phần tử tạo điều kiện cho quá trình đường hóa sau này. Sau đó ta chuy ển n ồi
cháo sang nồi đường hóa làm hai lần bằng thi ết bị bơm. Trong khi d ịch cháo

bơm sang nồi malt thì cánh khuấy của nồi cháo và nồi malt hoạt đ ộng liên tục.
2.2.2.2.
Nồi đường hóa
− Mục đích: Tạo điều kiện thích hợp cho enzyme hoạt động phân c ắt các h ợp ch ất
cao phân tử thành các hợp chất có phân tử lương th ấp, các loại đường có kh ả
−

năng lên men và không lên men tạo thành chất chiết của dịch đường.
Cách tiến hành: Sau khi vệ sinh sạch sẽ bằng nước nóng. Đặc bi ệt v ới thi ết b ị
nghiền malt ướt thì malt sau khi đưa ra khỏi máy nghiền được trộn với nước
theo đúng tỷ lệ định sẵn, với tỷ lệ malt/nước = 1/4. Nhi ệt đ ộ lúc này của d ịch là
38 – 40oC, cho tiếp axit H2SO4 để điều chỉnh pH về 5,2 – 5,6. Giữ ởnhiệt độ này
trong khoảng 30 phút để hoạt hóa enzyme Hemixellulose, glucanaza đ ể th ủy
phân vỏ glucan hoặc protit phức tạp bao quanh phân tử tinh bột tạo điều ki ện
cho enzyme tấn công vào tinh bột phân cắt các hợp chất cao phân tử d ễ dàng.

Sau đó ta tiến hành đường hóa bằng cách nâng nhiệt từ từ theo ba giai đoạn.
− Bơm dịch cháo sang nồi đường hóa sao cho nhi ệt đ ộ n ồi đ ường hóa đ ạt 52 oC
và giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút, đây là giai đoạn đạm hóa. Ở nhiệt độ này
thích hợp cho enzyme proteaza hoạt động nhằm mục đích đ ể th ủy phân
protein thành axit amin và peptit, nó là nguồn dinh dưỡng cho n ấm men ho ạt
động. Thành phần này chiếm 5 – 7% so với tổng ch ất hòa tan trong d ịch đ ường.

Ngoài ra thành phần này còn góp phần tạo cho bia có hương v ị đậm đà, tham gia
vào quá trình giữ bọt cho bia góp phần nâng cao chất lượng của bia.
Trang 16


Sau đó ta bơm nốt phần dịch cháo còn lại sang n ồi đ ường hóa đ ể tăng
nhiệt độ nồi đường hóa lên 650C và giữ ở nhiệt độ này trong vòng 30 phút, đâylà
giai đoạn đường hóa 1, nhiệt độ này thích hợp đ ể cho enzyme amylaza ho ạt
động thủy phân tinh bột thành các đường có khả năng lên men (th ường là
dextrin). Sau đó nâng nhiệt độ lên 72 oC giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút để
enzyme amylaza hoạt động rồi nâng nhiệt độ dịch lên 78 oC, giữ trong 30 phút
rồi bơm sang thiết bị lọc.
2.2.3. Lọc dịch đường
− Mục đích: Cháo malt sau khi đường hóa xong gồm hai ph ần: ph ần đ ặc và ph ần

loãng. Phần đặc bao gồm tất cả các phần tử nhỏ không hòa tan của malt, ph ần
loãng là dung dịch nước chứa tất cả các chất hòa tan trong mẻ nấu g ọi là “d ịch
đường”. Mục đích của quá trình lọc là nhằm phân tách ph ần loãng riêng ra kh ỏi
phần đặc. Đặc trưng của cháo malt là trong đó có rất nhi ều ph ần t ử r ắn trong
quá trình lọc, những phần tử này sẽ tạo thành một lớp nguyên li ệu l ọc phụ. Đi ều
này rất có ý nghĩa trong khi lọc.
2.2.4. Tiến hành lọc
Trước lúc tiến hành lọc, thiết bị lọc phải được vệ sinh sạch sẽ mà làm ấm
để dịch đường đưa vào không bị giảm nhiệt độ.
Tiếp theo bơm toàn bộ lượng dịch từ nồi đường hóa sang thùng lọc, khi
bơm thì bật cánh khuấy theo chiều ngược kim đồng hồ trong khoảng 10 phút.
Đầu tiên các hạt tấm thô và lớp vỏ malt lắng xuống đáy giả trước tạo thành
màng lọc dày, phía trên lớp này là lớp rất mỏng những phần tử tinh bột r ất bé,
mịn, nhẹ. Sau khi để lắng 15 phút thì dịch lọc đi qua lớp lớp l ọc xuống đáy, r ồi
dịch lọc qua hệ thống ống góp ở đáy đi vào bình trung gian. Tuy nhiên lúc này

dịch đường thu được vẫn đục nên ta cho chạy tuần hoàn tr ở l ại cho đ ến khi đ ạt
độ trong rồi thì tiến hành bật bơm để chuyển dịch sang nồi nấu hoa houblon
đồng thời cho một lượng dịch lọc hồi lưu trở lại thùng l ọc đ ể tăng kh ả năng l ọc
hết dịch có trong bã và thu được dịch có độ trong đảm bảo kỹ thuật.
2.2.5. Nấu hoa
 Mục đích của quá trình nấu hoa:

− Ổn định thành phần nước nha.
− Tạo mùi thơm cho nước nha.
− Tạo vị đắng cho bia.
− Trích ly bổ sung cho nước nha một s ố chất hòa tan khác nh ư tinh d ầu,
protein, keo, tanin.
− Làm mất hoạt tính enzyme, đông tụ một s ố protein làm cho bia sau này
trong hơn,
Trang 17


− Thanh trùng và cô đặc nước nha đến nồng độ đường thích h ợp v ới từng
loại bia.
 Cách tiến hành:

Sau khi trộn lẫn dịch đường ban đầu với dịch rửa bã, dịch được bổ sung
thêm đường saccharose ta được hỗn hợp cu ối cùng, gọi chung là d ịch đ ường
ngọt, có đặc điểm sau:
− Vị ngọt, hương thơm rất nhẹ của melanoit.
− Rất đục do chứa nhiều cặn, đặc biệt là các hạt dạng keo, những ph ần tử
này rất dễ bị biến tính và kết tủa, tiêu bi ểu là những hạt có phân tửl ượng cao
chứa nitơ.
Để dịch đường ngọt với những tính chất nêu trên trở thành “hợp chất”
tiền thân trực tiếp của bia, điều cần thiết là phải đun sôi nó v ới hoa houblon

trong 1,5 – 2 giờ. Quá trình này diễn ra như sau: sau khi b ơm d ịch đ ường t ừ
thùng lọc vào thiết bị đun hoa, dịch lọc được nâng lên nhiệt độ 76 – 78 oC bằng
hệ thống gia nhiệt trung tâm và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 10phút nhằm
mục đích để enzyme amylaza đường hóa nốt tinh bột còn sót l ại, sau đó đun sôi
dịch đường và sau khi đun sôi khoảng 10 phút thì cho toàn b ộ l ượng cao hoa vào
để tạo vị đắng cho bia đồng thời nhờ các polyphenol có trong cao hoa k ết h ợp
với các chất keo, protit tạo thành phức chất dễ kết l ắng.sau khi đun sôi đ ược 10
phút ra cho 1/2 lượng hoa viên vào nồi hoa cũng đ ể tạo v ị đắng cho bia và các
polyphenol có trong hoa viên kết hợp với các chất keo, protit tạo thành ph ức
chất dễ kết lắng để tạo màu cho bia. Cho 1/2 lượng hoa viên còn lại vào n ồi
trước khi kết thúc quá trình đun sôi khoảng 10 phút đ ể tạo h ương cho bia. T ổng
thời gian đun hoa là 75 phút.
2.2.6. Quá trình lắng
− Mục đích: Tạo điều kiện cho sự kết tủa của các cặn thô và c ặn l ắng c ủa d ịch
−

đun hoa nhằm tách các chất này ra khỏi dịch để tránh cho bia kh ỏi bị đục.
Cách tiến hành: Dịch được bơm từ nồi nấu hoa sang n ồi l ắng xoáy theo ph ương
pháp tiếp tuyến để tạo thành dòng xoáy. Dưới tác dụng của lực hướng tâm cặn
lắng và các chất không hòa tan có khối lượng lớn sẽ bị xoáy vào gi ữa tâm thùng
và lắng xuống đáy thùng. Thời gian lắng 40 phút, nhi ệt độ của dịch nhanh chóng
hạ xuống 90oC sau đó dịch được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh còn cặn l ắng
xuống được nén chặt ở đáy thùng. Sau khi bơm hết dịch đường ta cho nước vào

để xối cặn ra.
2.2.7. Làm lạnh nhanh
− Mục đích: Hạ nhiệt độ của dịch đường xuống nhiệt độ thích hợp cho quá trình
lên men, tách kết tủa lạnh ra khỏi dịch đường.
Trang 18

−

Cách tiến hành: Dùng thiết bị lạnh nhanh đều là dạng trao đổi ki ểu tấm b ản.
Thiết bị làm lạnh nhanh dịch đường xuống 10 – 12 oC là dạng trao đổi nhiệt
kiểu tấm bản hai cấp. Dịch đường sau khi lắng trong được b ơm qua máy l ạnh
nhanh. ở cấp một, dịch đường và nước trao đổi nhiệt độ với nhau, dịch vào cấp
một có nhiệt độ 90oC, khi đi ra có nhiệt độ 35 oC, nước ra có nhiệt độ 60 oC. Ở cấp
hai, dịch đường và chất tải lạnh đi ngược chiều nhau. Dịch qua kh ỏi máy l ạnh

đạt nhiệt độ 10 – 12oC, dịch này được đưa sang thùng lên men.
2.2.8. Quá trình lên men
2.2.8.1.
Chuẩn bị men giống
 Mục đích: Bia là sản phẩm của quá trình lên men nên công vi ệc chu ẩn b ịmen
giống là hết sức cần thiết, mục đích để tạo lượng gi ống đủ lên men và ho ạt hóa
giống.
• Men giống: tại nhà máy này em sử dụng nấm men là Saccharomyces
carlsbergensis X25. Đây là một chủng nấm men mới được tuyển chọn bằng việc
sử dụng những kỹ thuật hiện đại trong công nghệ sinh học v ới nh ững đ ặc đi ểm
ưu việt như sau:
− Có tốc độ phát triển nhanh và mạnh, khả năng lên men > 74%, có th ể s ử
dụng rộng rãi trong nhiều quy trình công nghệ sản xuất bia khác nhau nh ư s ản
xuất bia từ 100% malt đại mạch, sản xuất bia có sử dụng nguyên li ệu thay th ế là
gạo, ngô hoặc sirô.
− Có khả năng tạo hương thơm đặc trưng, vị đậm đà, tạo diacetyl th ấp,
cho ra sản phẩm chất lượng cao.
− Có khả năng kết lắng tốt hơn các chủng nấm men khác, tạo đi ều ki ện
thuận lợi cho quá trình lọc tinh, nâng cao chất l ượng bia và tăng hi ệu su ất thu
hồi sản phẩm.

− Có độ thuần khiết cao, khả năng bị nhiễm tạp thấp, ít bị thoái hoá, ổn
định trong quá trình sản xuất; Qui trình công nghệ nhân gi ống và s ử dụng chủng
Saccharomyces carlsbergensis X25 tại các nhà máy đơn giản nên có th ể tri ển khai
rộng rãi.
Từ việc thu hồi nấm men dư thừa tại các nhà máy bia, bằng công ngh ệ
enzyme và công nghệ chế biến tiến tiến, đã sản xuất được bột nấm men giàu
protein, các đặc điểm nổi bật: có hàm lợng protein cao từ 46,27% đ ến 56,67%,
có đầy đủ các axit amin thay thế và không thay thế v ới t ỷ lệ l ớn, các vitamin và
các nguyên tố vi lượng như Mg, Ca, Fe, P 2O5, Na. Sản phẩm có hình thức hấp dẫn,
màu vàng sáng, thơm, đảm bảo các tiêu chuẩn về vệ sinh, an toàn thực phẩm.
2.2.8.2.

Quá trình lên men chính
 Mục đích: Là quá trình chuy ển hóa các chất hòa tan trong d ịch đ ường thành
Trang 19


rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm phụ khác nhờ sự phát triển của nấm men.
Sản phẩm của quá trình lên men chính là bia non, bia non đ ục và có h ương v ị đ ặc
trưng tuy nhiên hàm lượng diaxetyl còn cao.
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 28 calo
Đặc điểm của quá trình lên men chính là sự tiêu hao c ơ ch ất di ễn ra m ạnh
mẽ, một lượng lớn đường chuyển thành rượu, CO 2 và một số sản phẩm khác như
rượu bậc cao, glyceryl góp phần làm nên hương vị cho bia. Thời gian lên men
chính là 8 ngày.
 Cách tiến hành:

Sau khi làm lạnh đến nhiệt độ 8 – 10 oC dịch lên men được bơm qua thiết bị
lên men. Trên đường đi của dịch lên men có bổ sung 5 – 6 mg O 2/lít đồng thời
cũng lấy vào một lượng nấm men giống sao cho lượng tế bào ban đầu kho ảng

10 – 14 triệu tế bào/ml. Giai đoạn đầu duy trì ở nhiệt độ 8 – 10 oC, áp suất
0,3kg/cm2 trong 1 – 2 ngày sau đó nhiệt độ tăng 10 – 12 oC thậm chí 14oC trong 4
– 5 ngày. Quá trình lên men chính kết thúc khi tốc độ lên men gi ảm và hàm l ượng
đường giảm từ 14% xuống còn 2,2 – 2,8%. Sau đó ti ến hành làm l ạnh tank lên
men xuống nhiệt độ 0 – 2oC để kết lắng một phần nấm men, một phần nấm
men tách ra ở giai đoạn này được thu hồi để bổ sung cho mẻ lên men sau.
Nhiệt độ lên men được điều chỉnh nhờ hệ thống van tự động, áp suất lên
được duy trì nhờ hệ thống điều chỉnh áp suất. Trong quá trình lên men chính
hàm lương CO2 thoát ra mạnh nên nó phải được thu lại và cho vào balon, đồng
thời điều chỉnh áp suất 0,5 – 0,7 at để tránh làm ức chế nấm men.
2.2.8.3.

Quá trình lên men phụ
 Mục đích: Sau khi lên men chính hoạt động c ủa n ấm men gi ảm d ần vì ngu ồn
dinh dưỡng trong môi trường giảm dần, một số sản phẩm tạo thành như axit
hữu cơ, ethanol ức chế quá trình lên men. Kết thúc quá trình lên men chính lúc
này bia non chưa chín (hương vị còn nồng, mùi nấm men đắng và ít h ấp d ẫn) do
vậy cần lên men phụ. ở đây sản phẩm tạo thành ít, những phản ứng sinh lý, phi
enzyme và enzyme được xảy ra làm chất lượng bia tăng, mùi v ị bia hài hòa h ơn
do tạo chất thơm quan trọng hơn, phản ứng các chất làm bia ổn định, có mùi v ị
hài hòa. Khi bia chín phản ứng lên men xảy ra chậm do chất dinh dưỡng cạn.
Tuy nhiên các phản ứng này xảy ra với tốc độ chậm, nhi ệt đ ộ th ấp h ơn so
với lên men chính, số lượng tế bào nấm men ít hơn và gi ảm đến cu ối quá trình
lên men phụ là 4 – 5 triệu tế bào/ml dung dịch cấy. Lên men ph ụ còn có tác d ụng
phân hủy diaxetyl làm cho diacetyl giảm xuống tới mức quy đ ịnh là 0,2 mg/l, đó
là chỉ tiêu quan trọng để kết thúc quá trình lên men phụ.
Trang 20


Lên men phụ còn có tác dụng phân hủy diaxetyl làm cho diaxetyl gi ảm

xuống tới mức quy định là 0,2 mg/l, đó là chỉ tiêu quan tr ọng đ ể k ết thúc quá
trình lên men phụ.

Lên men phụ còn có mục đích để các cacboxyl hóa bão hòa bia b ằng CO 2
tăng vị và khả năng tạo bọt, ức chế sự phát triển của vi sinh vật ngoại có h ại.
 Cách tiến hành:

Sau khi tách men, hạ nhiệt độ khối dịch xuống 0 – 1oC, duy trì áp suất 0,9
-1,2mg/cm2, ngừng thu hồi CO2 khi quá trình lên men phụ diễn ra 15 ngày. Kết
thúc quá trình lên men phụ nồng độ đường còn lại là 1,9 oBx, còn nấm men được
ra, phần nấm men ở đáy thiết bị già cỗi, sinh trưởng kém đ ể chăn nuôi, ph ần
giữa còn có khả năng lên men tốt được đưa vào bảo quản ở 0 – 1 oC. Bia sau khi
lên men được bơm qua thiết bị lọc.
2.2.9. Lọc trong bia
 Mục đích: quá trình lọc nhằm tách cặn lơ lửng, tách các t ế bào n ấm men s ống và

xác tế bào non để tăng giá trị cảm quan, ổn định thành ph ần cơ h ọc, làm tăng đ ộ
bền sinh học, độ bền keo của bia. Lọc bia dựa trên hai quá trình:
− Quá trình cơ học nhằm giữ lại các phẩn tử rắn kích thước to h ơn các l ỗ
hoặc khe của lưới lọc.
− Quá trình hấp thụ đối với các phần tử có kích th ước rất bé nh ư các ch ất
keo hòa tan dưới dạng phân tử, các nấm men và vi sinh v ật... Ngoài các ch ất gây
đục bia quá trình hấp thụ cũng làm giảm bớt một phần các ch ất protein, ch ất
nhựa houblon, chất màu, cồn bậc cao, este... vì vậy bia được trong.
 Tiến hành lọc

Cho bột trợ lọc là diatomit vào thùng chứa bột sau đó cho m ột ít bia ch ưa
lọc vào nồi rồi bơm tuần hoàn để bột trợ lọc sẽ bám lên các ống l ọc c ủa thi ết b ị
lọc Filtrox. Khoảng cách thích hợp giữa các ống l ọc là 110 mm, ống l ọc có khe h ở
để dịch bia đã lọc đi vào bên trong ống, bí sau khi đi qua l ớp b ột l ọc sẽ trong

đồng thời các cặn bã được giữ lại cũng tạo thành màng có tác dụng l ọc. Do đó
sau một thời gian thì tốc độ lọc giảm đi do các cặn đã bám quá nhi ều trên c ột
lọcvì thế ta phải tiến hành xả bỏ đi. Khi Pvào = 5,5 – 6 thì thay l ớp b ột l ọc khi đó

Trang 21


Pra = Ptank chứa. Khi bia trong thì đóng van tuần hoàn l ại cho thêm b ột và b ật
bơm đểhút bột cho bám vào ống.
2.2.10. Bão hòa CO2
 Mục đích: Bão hòa để được hàm lượng cần thi ết nhằm làm tăng giá tr ị c ảm

quan, chống oxy hóa, chống kết lắng và tạo môi trường tốt để bảo quản bia.

 Cách tiến hành: quá trình này được thực hi ện trong bình inox đ ầy, ch ịu l ực, s ử

dụng CO2 đã thu hồi. Để CO2 bão hòa tốt phải tiến hành nạp nhiều lần ởnhiệt độ
thấp 0 – 1oC, mỗi lần nạp tới áp suất 4 – 5kg/cm 2, quá trình nạp lặp đi lặp lại
nhiều lần. Thời gian nạp CO2 từ 2,5 – 3 giờ, bia sau khi nạp CO2 xong phải đạt
hàm lượng 3,5 – 4g/l đối với bia hơi và 4 – 4,5 g/l đối với bia chai.
2.2.11. Hoàn thiện sản phẩm
2.2.11.1. Hoàn thiện bia hơi
Bia sau khi bão hòa CO 2 được chiết vào thùng bock, trước khi chiết phải
được kiểm tra chất lượng nếu đạt yêu cầu thì mới tiến hành chiết bock. Bia
thành phẩm được chiết vào các thùng bock có dung tích như sau: 100 lít, 50 lít,
25 lít để thuận tiện cho việc vận chuyển ta chọn thùng bock 50 lít. Bock làm
bằng inox hay bằng nhựa có lớp bảo ôn nhiệt tốt, chịu được áp suất do CO 2 gây
nên, xung quanh bock có các đai cao su đ ể khi vận chuy ển tránh xây xát, va đ ập,
chiết bock theo phương pháp chiết đẳng áp, bock được xem nh ư đ ảm b ảo n ếu
bock sau một ngày chiết nhiệt độ tăng không quá 10C.

2.2.11.2.

Hoàn thiện bia chai
Chai đựng bia được thổi từ các loại thủy tinh chất lượng cao có màu nâu
hay xanh nhạt để ngăn cản các tia bức xạ mặt trời chi ếu vào có th ể gây cho bia
có mùi lạ, đồng thời gây mất màu bia. Nguyên nhân là tạo ra CO 2 và các hợp chất
chứa nhóm sunfo hydrin, các tia bức xạ mặt trời này có khả năng kích thích các
phản ứng quang hóa trong bia, khử một số chất lưu huýnh thành mecaptain có
mùi khó chịu. Chai bia phải chịu được áp lực 10kg/cm 2 ở 100oC, độ dày của thành
chai phải đều, không có khí bọt, đáy chai hơi lõm. Chai dùng đ ể chi ết bia có các
thể tích khác nhau thông thường là 330 ml, 450 ml, 650 ml.

Trang 22


CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG SẢN PHẨM
3.1.

−

Các thông số ban đầu
Năng suất thiết kế: 50 triệu lít/năm.

− Sản xuất bia từ nấu và lên men bia nồng độ cao 14oBx.
− 60% bia chai 12oBx.
− 40% bia hơi 10oBx.
− Hoa houblon viên có độ ẩm Wh = 10%, tỷ lệ cho hoa là 1,2g hoa cánh/1 lít bia hơi
và 2g hoa cánh/1 lít bia chai.

− Men giống được cấy vào theo tỷ lệ là 10% so với dịch trước lên men.

− Nồng độ dịch đường trước lên men là 14oBx (tỷ trọng dc = 1,0568).
− Chế phẩm enzyme Termamyl 120L chiềm tỷ lệ 0,1% so với lượng nguyên li ệu
thay thế là đại mạch.

− Tổn thất qua các công đoạn:
+ Tổn thất do nghiền: 1%.
+ Tổn thất do nấu, đường hóa, lọc: 1,5%.
+ Tổn thất do lắng: 2,5%.
+ Tổn thất do làm lạnh nhanh: 1%.
+ Tổn thất do quá trình lên men (cả chính và phụ): 4,5%.
+ Tổn thất do lọc: 1,5%.
+ Tổn thất do bão hòa CO2: 0,5%.
+ Tổn thất do pha loãng: 0%.
+ Tổn thất do chiết chai: 4%.
+ Tổn thất do chiết bock: 1%.
Do nhà máy áp dụng phương pháp lên men gia tốc v ới mức đ ộ bán tự đ ộng
vì thế với việc kết hợp giữa ưu thế của thiết bị công nghệ hiện đại và mức độ
bán thủ công của việc sản xuất bia sẽ hạn chế được phần nào tổn th ất qua các
công đoạn. Chính vì thế mà các thông số tổn thất này tương ứng v ới vi ệc s ản
xuất mà ta đã chọn.
3.2.

Tính toán lượng bia từ 100kg nguyên liệu ban đầu
Chọn tỷ lệ nguyên liệu: 50% malt
25% đại mạch Việt Nam (RIB0127) 25% đường tinh luyện.

3.2.1. Tính lượng chất hòa tan và bã
Trang 23

❖ Tính lượng chất chiết từ malt trong tổng số 100kg nguyên liệu:
Độ ẩm của malt: 6%. Hệ số hòa tan: 70%.
Tổn thất do nghiền: 1%.
Lượng malt thô sau khi nghiền là (tổn thất do nghiền là 1%) 100 x 0,5 x
0,99 = 49,5 (kg)
Lượng chất khô của malt là:
100 x 0,5 x 0,99 x 0,94 = 46,53 (kg)
Lượng chất chiết từ malt có trong 100kg nguyên liệu là: 100 100 x 0,5 x
0,99 x 0,94 x 0,70 = 32,57 (kg)

❖ Tính lượng chất chiết từ đại mạch trong tổng số 100kg nguyên liệu:
Độ ẩm của đại mạch: 10,4% Hệ số hòa tan: 70%
Tổn thất do xay, nghiền: 1% Lượng đại mạch sau khi nghiền là
100 x 0,25 x 0,99 = 24,75 (kg)
Lượng chất khô của đại mạch là:
100 x 0,25 x 0,99 x 0,896 = 22,17 (kg)
Lượng chất chiết từ đại mạch có trong 100kg nguyên liệu là: 100 x 0,25 x
0,99 x 0,896 x 0,70 = 15,52 (kg)
Tổng lượng chất khô có trong 100kg nguyên liệu là: 46,53 + 22,17 = 68,70
(kg)
Tổng lượng chất chiết có trong 100kg nguyên liệu là: 32,57 + 15,52 = 48,09
(kg)

❖ Tính lượng chất hòa tan còn lại trong dịch đường sau giai đoạn nấu,
đường hóa và lọc:
Chọn tổn thất chất hòa tan chung của quá trình nấu, đường hóa, l ọc là 1,5%
(thường là 1 – 2%).
Ð Lượng chất chiết còn lại trong dịch đường là:
48,09 x 0,985 = 47,37 (kg)
3.2.2. Tính lượng sản phẩm trung gian qua các giai đoạn

Khi nấu hoa coi lượng chất khô hòa tan vào bằng lượng ch ất khô m ất đi. Do
trong quá trình nấu hoa ta mới bổ sung thêm đường để nâng cao n ồng đ ộ ch ất
chiết của dịch đường. Vì vậy lượng chất chiết của dịch đường sau đun hoa sẽ là:
47,37 + (100 x 0,25) = 72,37 (kg)

❖ Lượng dịch đường 14oBx (sau đun hoa) là:
72,37 / 0,14 = 516,93 (kg)
Lượng dịch đường 14oBx, ở 20oC có khối lượng riêng d20 = 1,0568 (kg/l). Do
Trang 24


vậy thể tích dịch 14oBx ở 20oC là:
V= M/d = 516,93/1,0568 = 489,15 (lít)
Do thể tích ở 100oC chênh lệch so với thể tích dịch ở 20oC là 4% nên thể tích
dịch ở 100oC là:
489,15 x 1,04 = 508,71 (lít)
Lượng dịch sau khi làm lắng trong và làm lạnh nhanh (trước khi lên men với
tổn thất chung cho cả 2 quá trình là 3,5%)
508,71 x 0,965 = 490,91 (lít)
Lượng bia non sau khi lên men chính và phụ (tổn thất theo dịch cho c ả hai
quá trình này là 4,5%)
490,91 x 0,955 = 468,82 (lít)
Lượng bia non sau khi lọc (tổn thất là 1,5%) 468,82 x 0,985 = 461,78 (lít)
Lượng bia non sau khi bão hòa CO2 (tổn thất là 0,5%) 461,78 x 0,995 =
459,48 (lít)

❖ Tính toán độ cồn của bia sau khi lên men.
Lượng chất chiết sau khi nấu hoa là 72,37kg, sau khi lắng trong và làm lạnh
nhanh với tổn thất chung cho hai quá trình này là 3,5% => lượng ch ất chi ết trong
dịch lên men là

72,37 x 0,965 = 69,84 (kg)
Giả thiết hiệu suất lên men thực tế là 60% và coi toàn bộ l ượng đường lên
men là maltoza. Mà cứ 1kg đường maltoza khi lên men theo lý thuy ết thì sẽ đ ược
0,682 lít cồn, do đó độ cồn của bia sau khi lên men là:
69,84 x 0,682 x 0,6 x 100/468,82 = 6,096 (v/v)

❖ Tính lượng bia thu được sau khi chiết
− Bia hơi:
Bia hơi có độ cồn là 3,5% (v/v) nên lượng bia thu được sau khi pha loãng là
(chiếm 40% lượng bia thành phẩm):
459,48 x 40% x 6,096 / 3,5 = 320,11 (lít)
Lượng bia hơi thu được sau khi chiết (tổn thất 1%) là: 320,11 x 0,99 =
316,91 (lít)

− Bia chai:
Bia chai có độ cồn là 5% (v/v) nên lượng bia thu được sau khi pha loãng là
(chiếm 60% lượng bia thành phẩm):
459,48 x 60% x 6,096 / 5 = 336,12 (lít)
Lượng bia chai thu được sau khi chiết (tổn thất 4%) là: 336,12 x 0,96 =
Trang 25